专利名称：一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用的制作方法
一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用本发明涉及建材、轻工行业中玻璃熔窑专用的辅助设备技术领域，具体是一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用。在目前的玻璃生产企业中，有一些企业根据自己的生产规模配备煤气发生炉制取热煤气，作为熔化玻璃液的燃料。根据玻璃生产工艺要求，用于熔化玻璃液的煤气热值不低于6061kJ/Nm3，且热煤气中应含有焦油，煤气经保温的热煤气管道送入熔窑蓄热室后继续加热升温，再经小炉进入玻璃熔窑燃烧。如果煤气热值低于6061kJ/Nm3，或者煤气中缺少了焦油，其燃烧温度很难满足玻璃熔化工段的要求。而能否产生适合玻璃生产的煤气，跟气化用煤有着密切的关系。从气化技术条件上来讲，无烟煤和烟煤都能符合发生炉煤气用煤条件。但根据现有技术和经验，玻璃厂大多采用烟煤制气，如公开号为CN 101696082A的一种燃发生炉煤气的大吨位浮法玻璃熔窑，包括投料口、熔化部、卡脖、冷却部)，熔化部两侧分别对称设有一组小炉，每个小炉依次连接空气蓄热室、助燃空气烟道系统，其熔化部两侧分别对称设有一条煤气烟道系统和一组与小炉对应并与煤气烟道系统联通的煤气蓄热室，每个煤气蓄热室上部设有煤气上升道与小炉前部设置的长预燃室联通；空气蓄热室与助燃空气烟道系统之间设有空气分支烟道进风口与空气蓄热室联通。但因为烟煤产生的煤气热值较高。烟煤的种类有很多，但不是所有烟煤都能符合气化条件。在符合气化条件的烟煤里，玻璃生产对其要求不仅气化时不能粘结，还要有较多的挥发分，煤气有较高的发热量，而且还要产生焦油，与热煤气一起参与燃烧。很多烟煤在加热时会产生胶质体，它们是炼焦的好原料，但不适合用于气化，比如焦煤、肥煤。有些烟煤在加热过程中会产生少量胶质体，按规范可以做气化用煤，但不是玻璃生产中的理想的燃料。玻璃生产是连续生产，熔窑要常年保持温度，不能停气，持续稳定的燃料供应十分重要。少量结焦会给煤气炉造成一些影响，同时也给玻璃生产线带来一定风险。所以，玻璃工业生产对煤的气化产品热值有较高的要求，对煤的焦渣特征也有较高的要求。
根据玻璃生产企业的经验，我国神木和大同地区的烟煤能符合玻璃生产要求，而我国南方地区的无烟煤生产的煤气却不能满足要求。若一律使用神木煤或大同煤，对南方某些地区的企业来说运输成本过高,也就失去了以煤炭为燃料的玻璃生产成本优势。本发明的目的在于解决现有技术中的不足和缺陷，提供一种结构新颖，节约煤炭运输成本，使无烟煤制取的低热值煤气也能用于玻璃工业生产，满足玻璃生产需要的使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用，包括窑池、小炉、煤气蓄热室、空气蓄热室、小炉预燃室和喷枪，所述的煤气蓄热室和空气蓄热室通过管道连接小炉，小炉连通窑池，其特征在于所述的小炉内设有小炉预燃室，小炉预燃室一侧设有喷枪，所述的喷枪管道内设有高热值的辅助燃料。
所述的喷枪安装结构为侧烧式安装，喷嘴设在小炉的侧墙上。所述的小炉预燃室的两侧墙呈喇叭形或直形。所述的喷枪安装结构为顶插式安装，喷嘴设在小炉的顶碹上。所述的喷枪安装结构为底插式安装，喷嘴设在小炉的底板上。所述的高热值的辅助燃料为柴油、重油、煤焦油、调和油、煤粉、碳粉或石油焦粉。本发明还包括一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法，其特征在于所述的燃料供给方法为在以发生炉煤气为主的熔窑供气和燃烧系统中，加入液体或者固体粉末状燃料作为辅助，使其与发生炉煤气共同进入熔窑燃烧，满足玻璃生产熔化工段的需要。所述的燃料供给方法还包括煤气和空气经蓄热室加热后在小炉内混合，然后进入熔窑燃烧。所述的燃料供给方法还包括将液体燃料经过泵增压，或者固体粉末燃料经过气力输送，通过管道和喷枪输送至熔窑的小炉中，与发生炉煤气一起进入熔窑燃烧，作为发生炉煤气的辅助燃料，增强燃烧火焰亮度，提高燃烧温度。本发明中使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法的应用，其特征在于该方法应用于设有多对小炉燃发生炉煤气的横火焰熔窑或燃发生炉煤气的马蹄焰熔窑。本发明同现有技术相比，其优点在于本发明通过加入液体或者固体粉末状燃料作为辅助，使其与发生炉煤气共同进入熔窑燃烧，来解决无烟煤或其他种类的低挥发分气化用煤，生产出的发生炉煤气热值过低，不含焦油，在熔窑中燃烧后难以达到正常生产时所需熔化温度而造成熔化缺陷，如小结石、气泡等问题。本发明可实现更多类型的煤也能用于玻璃工业生产，其辅助 燃料的加入量远远低于纯粹以它们为主要燃料的消耗量，因为这种高成本燃料只起到辅助作用，充当烟煤制取的热煤气中焦油的角色，其供配系统的设备规模也相对较小。它的加入比例可以随环境温度，发生炉煤气质量等生产情况进行调整，从而节约了煤炭运输成本。
图1(a)是本发明实施例中辅助喷枪采用侧烧式的主燃发生炉煤气横火焰窑的平剖面图；图1(b)是本发明实施例中辅助喷枪采用侧烧式的主燃发生炉煤气横火焰窑的横剖面图；图2是本发明实施例中辅助喷枪采用顶插式的主燃发生炉煤气炉横火焰窑横剖面图；图3是本发明实施例中辅助喷枪采用底插式的主燃发生炉煤气横火焰窑的横剖面图；图4(a)是本发明实施例中辅助喷枪采用侧烧式的主燃发生炉煤气马蹄焰窑的平剖面图；图4(b)是本发明实施例中辅助喷枪采用侧烧式的主燃发生炉煤气马蹄焰窑的纵剖面图；图5是本发明实施例中辅助喷枪采用顶插式的主燃发生炉煤气马蹄焰窑纵剖面图6是本发明实施例中辅助喷枪采用底插式的主燃发生炉煤气马蹄焰窑纵剖面图；如图所示，图中1.窑池2.小炉3.煤气蓄热室4.空气蓄热室5.小炉预燃室6.喷枪7.小炉侧墙8.小炉顶碹9.小炉底板；指定图1 (a)为本发明的摘要附图。下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置及方法应用的结构及原理对本发明来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明包括一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其蓄热室分为煤气蓄热室和空气蓄热室，煤气蓄热室的作用是吸收烟气的热量给发生炉煤气加热，增加热煤气的显热，保证热煤气中的焦油蒸气不析出。煤气经蓄热室加热后，在小炉中与预热后的空气汇合，一起进入熔窑燃烧。这种煤气蓄热室结构是燃烧发生炉煤气熔窑的特有结构。在以为重油、柴油或煤粉、石油焦粉为燃料玻璃生产线中，只有空气蓄热室，没有煤气蓄热室。液体或固体燃料是不需要采用蓄热室进行加热的，他们通过油泵，或者气力输送系统送到联合车间，再经过蒸汽加热和电加热升温，加热到合适的温度，调整到合适的压力，再通过管道系统配送至各个喷枪，喷枪将燃料直接喷入小炉的预燃室中与预热后的空气混合进入熔窑燃烧。本发明的内容就在于将上述两种不同燃料供给和燃烧系统互相融合，把后者作为前者的补充。即以燃烧发生炉煤气的熔窑为基础，低热值发生炉煤气依然作为主要燃料。在完整的热煤气供给系统的基础上增加一套辅助燃料供给系统。辅助燃料的喷枪安装方式可为喷嘴设在小炉的侧墙上的侧烧式，如图1 (a)和图1 (b)所示；或喷嘴设在小炉的顶碹上的顶插式，如图2所示；不推荐采用喷嘴设在小炉的底板上的底插式，如图3所示，这是由于燃发生炉煤气熔窑的小炉底板下的净空小，不利于底插喷枪的日常操作和维护。通过该喷枪的作用，可以把高热值的辅助燃料喷到已预热过的空气与煤气的混合系统中，并调整合适的空气量，使它们一起进入熔窑，充分燃烧，获得熔化工艺需要的火焰亮度和热量。本发明中辅助燃料的加入量远远低于纯粹以它们为主要燃料的消耗量，因为这种高成本燃料只起到辅助作用，充当烟煤制取的热煤气中焦油的角色，其供配系统的设备规模也相对较小。它的加入比例可以随环境温度，发生炉煤气质量等生产情况进行调整。以一座设六对小炉燃发生炉煤气的横火焰窑为例，如由于发生炉热煤气的热值偏低或煤气量不足而导致熔窑内熔化温度偏低，不能满足正常生产，这时可以通过加设喷枪的方式向小炉内补充少量的热值较高的辅助液体燃料或固体粉末燃料如重油、煤焦油、柴油、煤粉或碳粉、石油焦等，以增强火焰的黑度、提高熔化温度。辅助燃料的喷枪安装方式建议采用侧烧式和顶插式，不推荐采用底插式 ，但必要时或该操作净空基本能满足喷枪操作时可采用底插式喷枪来实现这一目的，以满足生产需求。辅助燃料的喷枪安装无论是采用侧烧式还是顶插式、底插式，均是通过喷枪将辅助燃料送入小炉的预燃室内，与发生炉煤气一起与助燃风预混合和预燃烧，进一步增强火焰的辐射率，提高火焰的燃烧温度，以满足正常生产。对于喷枪安装采用侧烧式，最好是将小炉的预燃室设计成喇叭口形状，便于侧烧式喷枪的安装和角度的灵活调节。同样对于燃发生炉煤气的马蹄焰窑炉也可以采用如图4
(a)和图4 (b)所示的侧烧式和`如图5所示的顶插式，必要时可采用如图6所示的底插式。
权利要求
1.一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，包括窑池、小炉、煤气蓄热室、空气蓄热室、小炉预燃室和喷枪，所述的煤气蓄热室和空气蓄热室通过管道连接小炉，小炉连通窑池，其特征在于所述的小炉内设有小炉预燃室，小炉预燃室一侧设有喷枪，所述的喷枪管道内设有高热值的辅助燃料。
2.如权利要求1所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其特征在于所述的喷枪安装结构为侧烧式安装，喷嘴设在小炉的侧墙上。
3.如权利要求1或2所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其特征在于所述的小炉预燃室的两侧墙呈喇叭形或直形。
4.如权利要求1所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其特征在于所述的喷枪安装结构为顶插式安装，喷嘴设在小炉的顶碹上。
5.如权利要求1所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其特征在于所述的喷枪安装结构为底插式安装，喷嘴设在小炉的底板上。
6.如权利要求1所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构，其特征在于所述的高热值的辅助燃料为柴油、重油、煤焦油、调和油、煤粉、碳粉或石油焦粉。
7.一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法，其特征在于所述的燃料供给方法为在以发生炉煤气为主的熔窑供气和燃烧系统中，加入液体或者固体粉末状燃料作为辅助，使其与发生炉煤气共同进入熔窑燃烧，满足玻璃生产熔化工段的需要。
8.如权利要求7所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法，其特征在于所述的燃料供给方法还包括煤气和空气经蓄热室加热后在小炉内混合，然后进入熔窑燃烧。
9.如权利要求7所述的一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法，其特征在于所述的燃料供给方法还包括将液体燃料经过泵增压，或者固体粉末燃料经过气力输送，通过管道和喷枪输送至熔窑的小炉中，与发生炉煤气一起进入熔窑燃烧，作为发生炉煤气的辅助燃料，增强燃烧火焰亮度，提高燃烧温度。
10.一种如权利要求7所述的使用低热值发生炉煤气的燃料供给方法的应用，其特征在于该方法应用于设有多对小炉燃发生炉煤气的横火焰熔窑或燃发生炉煤气的马蹄焰熔窑。
全文摘要
本发明涉及建材、轻工行业中玻璃熔窑专用的辅助设备技术领域，具体是一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用，小炉内设有小炉预燃室，小炉预燃室一侧设有喷枪，喷枪管道内设有高热值的辅助燃料。在以发生炉煤气为主的熔窑供气和燃烧系统中加入液体或固体粉末状燃料作为辅助，使其与发生炉煤气共同进入熔窑燃烧，满足玻璃生产熔化工段需要。本发明通过加入液体或固体粉末状燃料作为辅助，使其与发生炉煤气共同进入熔窑燃烧，来解决现有技术中的各种缺陷，其辅助燃料的加入量远远低于纯粹以它们为主要燃料的消耗量，其添加比例可随环境温度，发生炉煤气质量等生产情况来调整，从而实现玻璃工业生产中用煤类型多样化，节约煤炭运输成本。
文档编号C03B5/235GK103058493SQ20131000984
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者吕宏炜, 单承宇, 左泽方, 王玉骐, 陈军, 盛文斌, 施凌毓, 吴琼辉, 江欢, 陈小牛 申请人:中国建材国际工程集团有限公司